Projet de rechercheProjet de recherche: Régine Maury-Brachet Université de Bordeaux/UMR EPOC 5805 équipe d’EcotoxicologieAquatique Station Marine d’Arcachon Plce dr Peyneau

• Contamination polymétallique des Lacs AQuitains et impacts Humains (CLAQH)

Projet de recherche :

Régine Maury-Brachet Université de Bordeaux/UMR EPOC 5805

équipe d’Ecotoxicologie Aquatique

Station Marine d’Arcachon Plce dr Peyneau 33120 ARCACHON

[email protected]

Tél : 05 56 22 39 28

mailto:[email protected]

Plan

➔Historique et contexte

➔Quelques clefs pour comprendre les mécanismes de contamination par le

mercure

➔Démarche scientifique du projet CLAQH

➔Conclusion

5 mars 2015 CLAQH2

Historique et contexte :

➔ décembre 2011 : association de Pêche de Hourtin, 25 kilos de poissons ont été prélevés dans le

lac de Hourtin-Carcans pour analyse.

➔ Résultats : 1,4 mg Hg total.kg-1 p.f. pour le sandre, 1 mg Hg total.kg-1 p.f. pour le brochet .

Recommandation alimentaire de l’Europe (défini par l’ANSES):

< 0,5 sandre et 1 mg Hg total.kg-1 p.f. brochet

juillet 2012 : le préfet de Gironde interdit la consommation des sandres dans le

lac de Hourtin-Carcans.

5 mars 2015 CLAQH3

Avis de l’ANSES :

➔ À la demande de l’ARS : L’ANSES lance une étude et rend son avis :

➔ juillet 2013 : Mesure de gestion sanitaire : les sandres des lacs de

Hourtin/Carcans et Lacanau INTERDITS à la consommation.

5 mars 2015 CLAQH4

concentration en mercure dans la chair de poisson Hg mg/kg poids frais (N=5)

Lacs prélèvementsGardon

(omnivore)

Sandre

(carnassier)

Brochet

(carnassier)

Hourtin Carcans Juin 0,12 0,92 0,91

Lacanau Sept./Oct. 0,08 0,5 0,32

Cazaux Sanguinet Octobre 0,16 0,31 0,19

Parentis Biscarosse Nov./Déc. 0,07 0,16 0,07

Aureilhan Janvier 0,05 0,12 0,14

Programme CLAQH : répondre à des questions scientifiques et sociétales

5 mars 2015 CLAQH5

• Pourquoi certaines espèces de poissons et certains lacs semblent plus

contaminés que d’autres ?

• Comment se répartit ce mercure au sein de chaque écosystème ?

• Quelle est l’origine de la pollution par le mercure de ces poissons ?

• Quels impacts cette pollution peut avoir sur la population humaine ?

• Quelle est la perception du risque par les consommateurs ?

Quelques clefs pour comprendre les mécanismes de contamination par

le mercure

5 mars 2015 CLAQH6

sources naturelles : volcans, roches, océan…

sources liées aux activités humaines : industries du chlore, incinération, destruction des forêts, amalgames dentaires et l’extraction minière : l’orpaillage …

Origine de la contamination par le mercure


le mercure

7

Hg° : mercure élémentaire(métal liquide à la température

ordinaire – forme volatile)

spéciation chimique du

mercure


le mercure

CLAQH8



Hg(II) : Hg inorganique

réductionoxydation


mercure


le mercure

5 mars 2015 CLAQH9



Hg(II) : Hg inorganique

réductionoxydation


mercure

MMHg : mercure organiquemonométhylmercure (CH3HgX)

déméthylationméthylation

Bactéries

sulfatoréductrices

Biofilm ou périphyton


le mercure

5 mars 2015 CLAQH10

Biofilm recouvre les plantes,

sédiment, cailloux…

(d’après Round, 1993)

mucilage

Algues

particules de

sédiment

Bactéries : siège

de la méthylation

du mercure

Schéma du biofilm

Biofilm ou périphyton

5 mars 2015 CLAQH11

Équipe Ecotoxicologie aquatique - Université de Bordeaux/CNRS

Bioaccumulation & bioamplification

Leblondeau

Hg total dissous

0,000005 mg.L-1

(AIEA, Monaco)

Mercure total

Guyane

5 mars 2015 CLAQH12



Leblondeau

Hg total dissous

0,000005 mg.L-1

(AIEA, Monaco) FBC = Facteur de Bioconcentration : [poisson]/ [eau]

Poisson herbivore

[Hg]muscle : 0,05 mg.kg-1, pf

FBC X 1 000

Mercure total

Guyane

5 mars 2015 CLAQH13



Poisson piscivore

[Hg]muscle : 1 mg.kg-1, pf

FBC X 200 000

Leblondeau

Hg total dissous

0,000005 mg.L-1

(AIEA, Monaco) FBC = Facteur de Bioconcentration : [poisson]/ [eau]

Poisson herbivore

[Hg]muscle : 0,05 mg.kg-1, pf

FBC X 1 000

Mercure total

Guyane

5 mars 2015 CLAQH14


eauMMHg total dissous

0,00000005 mg.L-1

1 % du Hg total

(AIEA, Monaco)

Méthyl

mercure

FBC = Facteur de Bioconcentration : [poisson]/ [eau]

5 mars 2015 CLAQH15


Poisson piscivore(Hoplias aimara)

[MMHg]muscle : 1 mg.kg-1, pf

94 % du Hg total

FBC X 20 millions


0,00000005 mg.L-1

1 % du Hg total

(AIEA, Monaco)

Méthyl

mercure


5 mars 2015 CLAQH16




94 % du Hg total

FBC X 20 millions

MMHgFort pouvoir de

pénétration

Difficile à éliminer

Transfert du Hg vers les

populations humaines

qui consomment du

poisson


0,00000005 mg.L-1

1 % du Hg total

(AIEA, Monaco)

Méthyl

mercure



5 mars 2015 CLAQH17



94 % du Hg total


0,00000005 mg.L-1

1 % du Hg total

Il y a autant de MMHg dans 20 millions de

litres d’eau que dans 1 aymara

On peut se baigner ou boire l’eau : Aucun

risque de contamination par le mercure

Cycle biogéochimique du mercure

5 mars 2015 CLAQH18

5 mars 2015 CLAQH19

Liens entre la concentration de mercure dans les cheveux et les effets sur la santé(Mergler et Lebel, 2001).

Norme OMS dans les cheveux : 10 mg/kg poids sec, va passer à 5 mg/kg poids sec Moyenne en France : 0,6 mg/kg ps

Les cheveux sont de bons indicateurs pour évaluer l’imprégnation mercurielle chez l’homme

5 mars 2015 CLAQH20

Liens entre la concentration de mercure dans les cheveux et les effets sur la santé(Mergler et Lebel, 2001).

Altérations des fonctions

visuelles, sensorielleset motrices

Mouvements désorganisés sur le test de coordination

motrice

Paresthésie(sensation de

fourmillement)

Maladie de Minamata

Hg cheveux :

5 à 10 mg/kg 20 mg/kg 50 mg/kg 100 mg/kg

Exposition au mercure

Signes cliniques et valeurs d’imprégnation capillaire

10 mg Hg/kg

Norme OMS dans les cheveux : 10 mg/kg poids sec, va passer à 5 mg/kg poids sec Moyenne en France : 0,6 mg/kg ps

Les cheveux sont de bons indicateurs pour évaluer l’imprégnation mercurielle chez l’homme

Proposition pour le projet CLAQH : Niveau d’étude - principaux lacs Aquitains

5 mars 2015 CLAQH21

5 mars 2015 CLAQH22

Proposition pour le projet CLAQH : Niveau d’étude - principaux lacs Aquitains

Nom du lacSuperficie

(km²)

Profondeur

maximale

(m)

niveau d’enrichissement en matière

organique du lac et mesure de la

transparence

Hourtin-Carcans 62 11 eutrophe

Lacanau 20 8 méso-eutrophe

Cazaux-Sanguinet 58 23 oligo-mésotrophe

Parentis-Biscarrosse 35 20,5 méso-eutrophe

Organisation du programme : plusieurs volets de recherche

5 mars 2015 CLAQH23

Volet 0 : pilotage et gouvernance – durée 4 ans

➔ Coordination : R. Maury-Brachet

Interlocutrice privilégiée : partenaires scientifiques ; financeurs ; associations ; collectivités…

Une réunion de lancement en présence des partenaires et des financeurs

organisation et gestion des missions de prélèvements sur le terrain

synthèse des données scientifiques

rédaction des rapports annuels et finaux

Points semestriels entre les différents partenaires et 12, 24 et 36 mois : rapport

➔ base de données commune aux 6 partenaires mise à disposition des financeurs et des gestionnaires

➔ À la fin du projet : présentation au grand public : réunions publiques, exposition itinérante (Cap Sciences)

5 mars 2015 CLAQH24

Avis de l’ANSES :

5 mars 2015 CLAQH25

concentration en mercure dans la chair de poisson Hg mg/kg poids frais (N=5)

Gradient de

contamination

Nord Sud ???

+

-

Lacs prélèvementsGardon

(omnivore)

Sandre

(carnassier)

Brochet

(carnassier)

Hourtin Carcans Juin 0,12 0,92 0,91

Lacanau Sept./Oct. 0,08 0,5 0,32

Cazaux Sanguinet Octobre 0,16 0,31 0,19

Parentis Biscarosse Nov./Déc. 0,07 0,16 0,07

Aureilhan Janvier 0,05 0,12 0,14

Avis de l’ANSES :

Merci pour votre attention

5 mars 2015 CLAQH26

Etude de l’Anses :

Hourtin Carcans

Lacanau

Cazaux Sanguinet

Aureilhan

Biscarrosse

Juin Sept. /Oct. Nov./ Déc. Janvier

Avis de l’ANSES :

5 mars 2015 CLAQH27

La demi-vie d’une molécule : temps au cours duquel la concentration d’une

substance se réduit à 50 % de la concentration de départ

Dans le muscle du poisson, demi-vie du Méthylmercure : de 30 à 90 jours

Avis de l’ANSES :

Saisine n°2012-SA-0066

Dans l’avis du 10 novembre 2008 (saisine 2008-SA-0190), L’avis distinguait ainsi :

➔ 1. Les espèces faiblement accumulatrices réglementées à 0,5 mg Hg / kg pf :

truites, hotus, ablettes, gardons.

➔ 2. Les espèces fortement accumulatrices réglementées à 0,5 mg Hg / kg pf :

Sandres, aspes, barbeaux, perches, brèmes, tanches, chevesnes, silures.

➔ 3. Les espèces fortement accumulatrices réglementées à 1 mg Hg / kg pf :

anguilles et brochets.

5 mars 2015 Titre de votre présentation28

2ème question : Correspond bien à une réalité écologique de leur niveau dans la

chaîne alimentaire ?

Prélèvements :

➔Pour répondre à ces 2 questions :

5 mars 2015 Titre de votre présentation29

Le projet CLAQH:

Réponse 1ère question :

1ère année : Echantillonnage sur les 4 lacs regroupé sur 2 mois à l’automne pour éliminer l’effet

« saison » sur les niveaux de contamination par le mercure des poissons

• Objectifs : collecter un nombre suffisant d’espèces de poisson

2ème année : Faire un suivi saisonnier : pour une espèce carnivore et 1 seul lac (4 pêches sur 1

année) : (variation de : température de l’eau, nourriture disponible, dépense énergétique…)

Réponse 2ème question :Le volet 1 : permettra d’apporter des réponses sur les différences ou pas de contamination des poissons en

fonction de l’espèce et du régime alimentaire

5 mars 2015 CLAQH30

Volet 1. Etudier la répartition du mercure dans les lacs

Objectifs :

1- Pêcher différents niveaux trophiques chez les poissons : carnassiers, omnivores, détritivores….

2- Échantillonner la nourriture des poissons : écrevisses, mollusques, insectes, plantes, biofilm…

Sur chaque poisson :Paramètres biométriques

longueur standard et totale,

poids total et organes, indice

de condition, sexe

Dissection et conservation

des principaux organes

en vue d’analyses

complémentaires

Analyse métaux

(Hg total, MeHg,

9 autres métaux traces : (Cd, Cu, Zn, Pb, Ni, Cr, V, Al, Ag…)

Analyse niveau trophique

isotopes du carbone (δ13C)

et de l’azote (δ15N) Détermination de l’âge

Squelettométrie - écaille

Volet 2: Caractériser la méthylation du Hg par les microorganismes

5 mars 2015 CLAQH31

*HgcA?

HgcB?

Si oui

Hg(II) MeHg ???

Qui ?

Quantité ?

Quantité ?

Taux de méthylation ?

Conditions environnementales ?

*hgcA et hgcB: 2 gènes nouveaux, marqueurs de la méthylation potentielle du Hg in situ

Dans les 4 lacs:

Corrélation des résultats avec le volet 4 (plantes)

Etude précédente: Sur lac de Cazaux Sanguinet, présence de sulfato-réducteurs capables de méthyler le Hg

au niveau des racines des plantes (doctorat S. Gentès) mais tests en labo et besoin de + d’infos.

Cette étude : Utilisation d’une méthode INNOVANTE (+ d’infos, précise, rapide) ! Depuis 2013

Volet 3: Tracer l’origine du mercure dans les lacs aquitains

5 mars 2015 CLAQH32

Objectif 1 :

Outils :

Composition isotopique Hg : méthode récente (10 ans) et pointue : couplage d'une

chromatographie en phase gazeuse (GC) avec un multicollecteur ICP-MS (GC-MC-ICP-MS)

composition

isotopique Hg(Hg199, Hg200, Hg201,

Hg202, Hg204…)

composition

isotopique

δ15N et δ13C

dans les poissons

SOURCES Hg

dans les réseaux

trophiques

Dans les 4 lacs:

Volet 3 : Tracer l’origine du mercure dans les lacs aquitains

5 mars 2015 CLAQH33

Objectif 2 :

Outils :

Composition isotopique Hg : même méthode

Sur sélection d’organes et

de l’espèce de poisson

composition

isotopique Hg

processus de

métabolisation du Hg et

de bioamplification dans

le réseau trophique

Volet 4 : Distribution et écologie des macrophytes des lacs

➔Objectifs :

Identifier les principales espèces végétales et leur répartition

Cartographier le recouvrement des herbiers à l’échelle des 4 lacs

Lien volet 2 : Caractériser la biomasse végétale et l’activité du biofilm issu des plantes

aquatiques.

➔Moyens :

2 communautés de macrophytes étudiées :

• les hélophytes (enracinées à la tige émergée)

• Les hydrophytes (enracinées totalement immergées)

• Algues ??

5 mars 2015 CLAQH34

Lac de Cazaux- Sanguinet

Volet 4 : Distribution et écologie des macrophytes des lacs

• 3 sites de prélèvements par lac :

Prélèvements de plantes durant la période de végétation (juin à septembre) : évaluer la quantité de

biofilm.

Mesures des recouvrements des plantes à l’échelle des lacs (échosondeur couplé à un GPS)

chaque enregistrement : présence/absence des plantes, densité (abondance, hauteur, etc.),

biomasse (poids secs) à différentes profondeurs.

Les recouvrements des hélophytes : photos aériennes et observations sur le terrain

estimation de la surface

5 mars 2015 CLAQH35

Volet 5 : caractérisation biogéochimique du milieu et étude du sédiment pour

quantifier la production de MeHg

Contexte :

Une étude en cours (thèse D. Buquet) étude de la biogéochimie des lacs d’Hourtin et de Lacanau

Objectif :

Faire une étude comparative au niveau des lacs landais pour mieux comprendre le

fonctionnement biogéochimique de chaque lac

Cartographie des sédiments et les caractériser

établir des liens avec la contamination par le mercure des 4 lacs

Analyses :

T, conductivité, pH, sels nutritifs, O2, Fe, Mn et S…, analyse des métaux traces (HgT et MMHg)

dans la fraction fine des sédiments

5 mars 2015 CLAQH36

Volet 6 : Appréhender la perception par l’homme des risques de

contamination par le mercure :

➔Démarche méthodologique :• Préparation des enquêtes de terrain et des supports de communication / sensibilisation.

• Enquêtes sur le terrain par des questionnaires et des entretiens auprès de volontaires « pêcheurs, touristes,

consommateurs de poissons »

• Prélèvements d’échantillons de cheveux sur ces mêmes volontaires pour dosage du mercure total

• Dépouillement et analyse des enquêtes.

5 mars 2015 CLAQH37

3 Objectifs :

1. évaluer la perception par l’homme des risques de contamination par le mercure

2. analyser le Hg dans les cheveux pour révéler ou non un risque pour la santé humaine

3. informer et sensibiliser la population sur les risques réels liés à la présence de contaminants

dans le milieu.

Conclusion - durée du projet : 4 ans

➔ Synthèse de l’ensemble des résultats pour répondre aux objectifs de départs :

. Pourquoi certaines espèces de poissons et certains lacs semblent plus contaminés que d’autres ?

. Comment se répartit ce mercure au sein de chaque écosystème ?

. Quelle est l’origine de la pollution par le mercure de ces poissons ?

. Quels impacts cette pollution peut avoir sur la population humaine ?

. Quelle est la perception du risque par les consommateurs ?

➔ Répondre aux besoins des acteurs socio-économique : donner des outils, constituer une

base de données

➔ 1 fois par an : avancement des recherches et restitution des résultats sous forme de réunion

publique

➔ À la fin du projet : des affiches explicatives sur les niveaux de contamination en mercure des

poissons en concertation avec les instances publiques seront réalisées.

5 mars 2015 CLAQH38

➔Merci pour votre attention

5 mars 2015 CLAQH39

➔ Volet 1. Etudier la répartition du mercure dans les lacs

Université de Bordeaux/UMR EPOC 5805 équipe d’Ecotoxicologie Aquatique : Régine Maury-Brachet, IR ; Agnès Feurtet-Mazel, MCU ; Alexia

Legeay, MCU ; Magalie Baudrimont, Pr.

➔ Volet 2. Caractériser la méthylation du mercure par les micro-organismes:

Université de Pau et des Pays de l'Adour - IPREM - UMR CNRS 5254: Rémy Guyoneaud, Pr.

➔ Volet 3. Tracer l’origine du mercure

Université de Pau et des Pays de l'Adour - IPREM - UMR CNRS 5254: Mathilde Monperrus, MCU ; Zoyne Pedrero Zayas, CR CNRS.

➔ Volet 4. Ecologie des macrophytes des lacs

Irstea, EABX, équipe CARMA : Vincent Bertrin, IE ; Cristina Ribaudo, Post-Doctorante

➔ Volet 5 : Étudier le sédiment pour quantifier la production de MeHg :

Uni. de Bordeaux/ UMR EPOC 5805 – équipe ECOBIOC : Pierre Anschutz PR ; Gwénaël Abril DR ; Dominique Poirier Tech ; Stéphane Bujan

IE.

➔ Volet 6. Appréhender les risques de contamination par les usagers

Ecole Nationale Supérieure de Cognitique (ENSC) et laboratoire IMS UMR 5218, équipe CIH : Jean Marc André, Pr, Véronique Lespinet-Najib,

MCU-HDR.

5 mars 2015 CLAQH40

•Plusieurs volets de recherche :

Documents

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